Зарядка юсб в прикуриватель схема
Зарядное устройство с разъемом USB, вставляющееся в гнездо автомобильного прикуривателя, в дороге пригодится всегда. Зарядное устройство USB от прикуривателя поможет зарядить большинство мобильных телефонов, GPS-навигаторов, аккумуляторов фотоаппаратов, и много чего прочего.
Как сделано мое зарядное устройство USB от автомобильного прикуривателя
Мое зарядное устройство USB от прикуривателя рассчитано на номинальный ток нагрузки 0.5А, что обусловлено применением стабилизатора 78M05 – а его я выбрал, в свою очередь потому, что стабилизатор большего размера просто не помещался в корпус моего зарядного устройства. Впрочем, мощности устройства мне вполне хватает, ну а вы решайте для себя сами – принцип останется тем же.
Почему я решил сделать зарядное устройство USB от прикуривателя своими руками, а не пойти и купить готовый девайс? – Да просто потому, что всё необходимое для его изготовления у меня валялось в гараже и мастерской:
• Корпус зарядного устройства USB – это разъем от сгоревшего автомобильного насоса.
• USB порт выпаян из старой «дохлой» компьютерной материнской платы.
• Стабилизатором 78M05 со мной поделилась сломанная приставка PlayStation.
Собственно, даже если стабилизатор придется купить, то не особо разоритесь.
Еще понадобится резистор на 100-220Ом, светодиод, термоусадочная трубка, кусочки проводов.
Ну, а уж паяльник с припоем, думаю, имеется в хозяйстве у любого, кто любит иногда слепить или отремонтировать что-нибудь своими руками.
Рекомендую обзавестись термоклеевым пистолетом: устройство в хозяйстве не самое необходимое, но часто бывает очень полезным и удобным.
Принципиальная схема зарядного устройства USB от автомобильного прикуривателя:
Далее всё просто.
В торце разъема в прикуривателе высверлил отверстие под USB разъем и вывел наружу провода.
Спаял схему, защитив места соединений отрезками термоусадочной трубки.
Засунул все «кишки» внутрь корпуса, а разъем USB закрепил снаружи при помощи термоклеевого пистолета.
Вот и всё.
Изготовить зарядное устройство от прикуривателя автомобиля удалось минут за 15 от силы, и обошлось оно мне практически бесплатно.
С проблемой выхода из строя автомобильных USB зарядок знаком каждый автомобилист, особенно если они не фирменные, а куплены в первом попавшимся переходе. Сегодня у нас в статье ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя, которое мы специально приобрели в заведомо неисправном состоянии. Интересно? Читаем далее…
Предисловие. Гуляя по рынку случайно натолкнулся на лоток с зарядками, где было выставлено пол ящика различных зарядок по броской цене, всего 5 грн (12 руб или 0,2 у.е). Продавец клялся, что они новые, продавал их на запчасти и говорил: «может контакт где-то отошел…». Понимая, что эти все зарядки скорей всего принесли обратно покупатели, у которых они сгорели в первые часы работы, решено было прикупить парочку адаптеров для вскрытия и описания возможной процедуры ремонта.
Ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя
Адаптер имеет логотип с надписью DRAFT, модель CC21-2USB, выходное напряжение 5 В, ток 2 А.
Корпус не разборной на торце находятся два USB порта.
Для вскрытия пришлось разрезать клеевой шов вдоль корпуса. Так выглядит начинка этого устройства.
Основу USB зарядного адаптера от прикуривателя составляет микросхема DC-DC конвертер RZC2013. Если присмотреться, то на ней видны явные следы повреждения.
Схема USB адаптера практически ничем не отличается от схемы типового включения RZC2013.
По сути, необходимо просто заменить микросхему DC-DC конвертер RZC2013 новой. Но, увы, в продаже RZC2013 просто нет, заказывать с AliExpress такую мелочь не было ни желания ни времени. Решено было искать максимально приближенный доступный аналог, им стал DC-DC конвертер AСТ4060 SH.
Как видим, назначение ножек, и большинство других параметров практически совпадают. Но есть несколько важных нюансов, о которых будет указано далее. Выпаиваем RZC2013 и устанавливаем на его место AСТ4060 SH.
Если произвести пробное включение, то мы увидим, что адаптер работает, но не стоит спешить и собирать его в корпус. Если произвести замер выходного напряжения, то мы увидим, что оно отличается от нужных 5 В и составляет 7,25 В. Это много для зарядки девайсов, необходимо его откорректировать, и почему же оно стало другим?
Выходное напряжение рассчитывается по формуле:
Vout = (R3 + R4)/R4 х Vfb
- R3 = 51 кОм
- R4= 11 кОм
- Vfb RZC2013 = 0.925 В
- Vfb AСТ4060 SH= 1,293 В
При одних и тех же значениях R3 и R4 значения выходного напряжения для микросхем будет разным.
Vout RZC2013 = (R3 + R4)/R4 х Vfb = (51 + 11)/11 х 0,925 = 5,21 В
Vout AСТ4060 SH = (R3 + R4)/R4 х Vfb = (51 + 11)/11 х 1,293 = 7,28 В
В общем, как раз то, что мы наблюдаем на выходе. Нам нужно скорректировать R3.
Таким образом, на плате заменяем резистор 51 кОм на резистор 33 кОм, выходное напряжение станет уже 5,2 В.
После замены резистора ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя завершен, уже можно склеить корпус и пользоваться адаптером.
Важным нюансом станет то, что у AСТ4060 SH входное напряжение рассчитано только до 20 В, такой конвертер нельзя использовать в автомобилях с напряжением бортовой сети 24 В.
Схемотехника рассматриваемого адаптера для зарядки от прикуривателя автомобиля не претендует на оригинальность и использует очень распространенную микросхему MC34063. Однако, печатная плата разработана под маленький корпус Z-43 и занимает мало места. Данный проект будет полезен тем, кто все же хотел бы самостоятельно изготовить зарядное устройство для телефона для автомобиля нежели покупать готовое устройство, так как суммарная стоимость устройств возможно будет одинаковой.
Итак, перейдем к схеме устройства:
Схема построена на микросхеме DC/DC преобразователя MC34063, микросхема используется в корпусе DIP-8, так как рассеиваемая мощность в таком корпусе чуть больше, чем в корпусе SO-8 - так чуть надежнее. Резисторы R2 и R3 образуют обратную связь с выходом схемы, как таковые резисторы образуют делитель напряжения. При этом на пятом выводе микросхемы всегда поддерживается напряжение 1,25 вольта, это значит, что выходное напряжение напрямую зависит от сочетания номиналов в делителе напряжения:
А из этого следует, что можно точно рассчитать выходное напряжение. Если нам нужно получить на выходе 5 вольт, то необходимо произвольно выбрать номинал одного резистора - пусть это будет 1000 Ом, тогда расчет другого резистора будет выглядеть так:
Если бы номиналы получались не столь "красивыми", то необходимо было бы задать в начале другой номинал и заново рассчитать второй резистор.
Как было указано, корпус используется Z-43. Печатная плата с установленными компонентами занимает все пространство корпуса. В корпусе необходимо сделать два отверстия - для USB разъема и для входного напряжения. На фото нижняя крышка немного подпилена для плотного закрывания по причине габаритов разъема для подключения прикуривателя. Небольшая притирка, так сказать. При условии отказа от использования разъема по входу напряжения занимаемый объем в корпусе немного уменьшится и отверстие можно сделать меньше для пропукания провода внутрь корпуса, чтобы подпаяться к контактам на плате. Данная вариация с разъемом зависит от того, что есть в наличии (мне было жалко резать провод прикуривателя, поэтому использовал такой разъем).
На печатной плате в Sprint Layout на синем слое (М1) обозначена перемычка. На готовой печатной плате эта перемычка выполнена синим проводом.
Готовый адаптер выглядит так:
Размер вполне компактный получился.
Адаптер в рабочем положении:
- входное напряжение - 12 В
- выходное напряжение - 5 В
- частота преобразования - 85 кГц
- ток выходной части - 500 мА (можно увеличить до 750 мА, заменив резистор R1 на 0,2 Ом - это будет максимальный ток, допустимый микросхемой)
- КПД
К статье прилагается печатная плата в программе Sprint-Layout 6, а также проект протеус для симуляции работы схемы преобразователя.
Итак, принесли мне платку, это зарядник, владелец уже разобрал его с корпуса и хотел сам отремонтировать, думал что сгорел предохранитель после того как его умный друг что-то закоротил в прикуривателе и зарядное перестало весело светить сигнальными огоньками, а также давать зарядный ток потребителю.
Конструктивно зарядное представляет собой высоко эффективный dc–dc преобразователь и контроллер, который дает работать не только всем устройствами и нормально их заряжать по интерфейсу usb, но и айфоны.
Два разъема, каждый из которых может дать 5 вольт 1 амперу, разделенные каналы.
При осмотре предохранитель был найден не в корпусе, где его искали чудо мастера, а на плате, 21 век - все SMD, и там его и следовало искать, слегка он был виден что подгорел, но для верности прозваниваем – и оказывается сопротивление предохранителя стремится к бесконечности, а значит нужно искать замену.
Ставить обычную перемычку из проволоки как-то не безопасно, зная опыт коротких замыканий у владельцев, и при очередном замыкание уже могло выгореть вообще все.
Поэтому на место предохранителя было решено замонтировать планарный резистор с нулевым сопротивлением типоразмера 1206, который, как правило, выдерживал ток в 2 ампера, а потом выгорал. Это не так надежно как предохранитель, но все же лучше, чем никакой защиты вообще.
Ставим его на плату, но зарядное сразу не запускается, как оказалось в каждой из веток вторички накрылись еще и быстрые диоды, их тоже требуется заменить. После замены все становится на свои места, каждый разъем начинает выдавать нужное напряжение и стабильно заряжать устройства.
Плата выполнена двухсторонним монтажем для экономии места, это не очень удобно, так как производить ремонт тяжело – приходится вертеть плату туда сюда обратно, и вызванивать еще и переходы между сторонами платы, а также проверять все с двух сторон – вот такая расплата за компактность. Ремонт провёл Redmoon.
Собрались мы как то с товарищем DRIVER-6307 пивка попить. А заодно, хотели разобраться почему у него Экшн-камера (используется в качестве регистратора) находясь на зарядке — разряжается… Питание брали с вот такой "пимпочки" в прикуриватель (типа 2.1А + 1.1А),
покупали вместе, у меня тоже таких 2-е штуки.
Проверяли как работает путем подключения амперметра перед самим прикуривателем, что меня удивило показания амперметра выше 0.5 ампера не поднимались! Также мы выяснили что два литра пива нам мало что при подключении того же самого устройства другим кабелем питания ток выростает на 30%. Короче сказал я Боде, кабель у тебя "ГОВНО", а он мне отвечает: "Мы же вместе покупали)))…" И тут я понял, что теперь я угощаю!))))…
Но все равно не давал мне покоя вопрос — почему только до 0.5А и выше не растет? Мы ведь подключал свой телефон, десяти дюймовый планшет на максимальной яркости и все такое…
В общем появилась у меня возможность поехать радио-рынок — попить кофе с моими знакомыми…
И рассказали они мне о том, что в большинстве этих "пимпочках" стоят слабые микрухи, которые можно менять на более мощные… В результате чего мощность оных выростает с 0.5А до 0.7А.
Но я хотел иметь больший запас…
И купил вот эти стабилизаторы напряжения до 3А каждый… + USB мамы и по совету одного "профессора" конденсаторы повышенной емкости для подавления помех. Помогло относительно — помехи на радио остались, но стали меньше чем от "пимпочки"…
Собрал на монтажной плате
По совету драйвовчан на правой паре выходов USB замкнул междусобой D+ и D- (для самсунгов и китайцев), а на левой паре в каждом выходе USB D+ подключил через сопротивление 3.3 кОм к ACC и D- подключил через сопротивление 3.3 кОм на GND (для Iphone) — скорость зарядки выросла.
Подключал по одному сдвоенному USB на каждый стабилизатор в отдельности. Вольтаж выставил на 5.3 и 5 вольт.
Втулил светодиод через сопротивление в 1 кОм (в наличии оказался только переменный)
Подключил от АКБ, через предохранитель и реле, управление рэллюшкой взял с прикуривателя (включается при повороте ключа в положение "ACC".
Читайте также: